Questão 108 do ENEM 2023 — Ciências da Natureza

Para entendermos o funcionamento de um fogão por indução, precisamos recorrer aos princípios do Eletromagnetismo, mais especificamente à Lei da Indução de Faraday (ou Lei de Faraday-Lenz).

A Lei de Faraday estabelece que uma força eletromotriz induzida (e, consequentemente, uma corrente elétrica induzida) surge em um material condutor sempre que ele é submetido a um fluxo magnético variável no tempo. Matematicamente, a força eletromotriz induzida $\varepsilon$ é dada por:

$\varepsilon = - \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$

onde $\Delta \Phi$ representa a variação do fluxo magnético e $\Delta t$ o intervalo de tempo.

No caso do fogão por indução, existe uma bobina sob a superfície de vidro. Uma corrente elétrica alternada passa por essa bobina, gerando ao seu redor um campo magnético variável. Quando colocamos uma panela com fundo metálico (condutor) sobre o fogão, esse campo magnético variável atravessa o fundo da panela.

A variação contínua desse campo magnético induz correntes elétricas circulares no próprio metal da panela, conhecidas como correntes de Foucault (ou correntes parasitas). Como o metal apresenta uma resistência elétrica $R$, a passagem dessas correntes $i$ gera calor pelo Efeito Joule, cuja potência dissipada pode ser expressa por $P = R \cdot i^2$. É esse calor que aquece a panela e cozinha os alimentos.

Analisando as alternativas, percebemos que o fenômeno responsável por induzir a corrente elétrica no fundo da panela é, portanto, a presença de um campo magnético variável.